CharKeyS: Charophyten Schlüsselgenomsequenzierung

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan A. Rensing
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze ; Genetik und Genomik der Pflanzen ; Pflanzenphysiologie ; Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433023684

Landpflanzen haben einen monophyletischen Ursprung, der sehr wahrscheinlich auf die singuläre Eroberung des Landes durch eine charophytische Frischwasseralge vor ca. 500 Millionen Jahren zurückzuführen ist. Es konnte kürzlich gezeigt werden, dass die charophytischen Vorläufer der Landpflanzen, im Gegensatz zu den Grünalgen, bereits über das genetische Repertoire verfügten, das ihnen die Adaptation an die extremen Umweltbedingungen erlaubte, die sie an Land vorfanden. Um unser evolutionäres Verständnis zu vertiefen, und um der Herausforderung, die Nahrungsversorgung zu erhalten und sicher zu stellen zu begegnen, ist es essentiell zu verstehen, welche Eigenschaften es den charophytischen (streptophytischen) Algen ermöglichten zu Landpflanzen zu evolvieren, und sich dabei an eine der drastischsten Habitatveränderungen anzupassen.Bisher wurde den Eigenschaften, die den charophytischen Algen Resilienz gegen widrige Umweltbedingungen ermöglichen, wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass es keine gut etablierten Modellsystem gibt. In unserem laufenden kooperativen DFG Projekt CharMod etablieren wir daher je einen Organismus aus den Charophyceae und Zygnematophyceae, welche zwei der Klassen repräsentieren, die am engsten mit den Landpflanzen verwandt sind. CharMod hat zum Ziel schnell wachsende Organismen mit relativ kleinen Genomen zu selektieren, die ihren Lebenszyklus in vitro unter axenischen Bedingungen komplettieren. Im hier vorliegenden Antrag CharKeyS erbitten wir Förderung um qualitativ hochwertige Genomsequenzen und Annotationen für jede dieser Arten zu generieren.Es steht zu erwarten dass durch die Bereitstellung genomischer und transkriptomischer Daten für diese aufstrebenden Modellorganismen eine wachsende wissenschaftliche Gemeinschaft dazu befähigt wird Forschung an der molekularen Anpassung durchzuführen, die zur Kolonisierung des Landes durch die Vorfahren der charophytischen Algen geführt hat. Diese Daten werden insbesondere auch dem kürzlich bewilligten Schwerpunktprogramm MAdLand zu Gute kommen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr. Noe Fernandez-Pozo, Ph.D.; Dr. Anja Holzhausen; Professor Dr. Hendrik Schubert; Privatdozent Dr. Klaus von Schwartzenberg